JPS62124207A - ベル式高炉の原料装入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はベル式原料装入装置を有する高炉の原料装入方
法に関する。さらに詳細には本発明は、ベル式原料装入
装置を有する高炉の原料装入において、大ベル表面に開
閉自在な開口部を設置し、大ベルホッパー内に堆積した
原料の−ｇ１りを当該開口部を所定時期に開にして高炉
の中心部に直接装入するベル式高炉の原料装入方法に関
するものであり、高炉の中心部における鉱石とコークス
の重量比（以下０／Ｃと略記する）、および／または装
入物の粒径を正確に制御できる原料装入方法を開示する
ものである。

従来の技術 高炉操業においては、高炉炉頂部における装入物の○／
Ｃ，粒径等の半径方向の分布を適正に制御して、炉内に
おける半径方向のガス流分布、熱流比分布を所定の範囲
に維持し、鉱石の還元・溶解を安定に行なう必要がある
。

従来のベル式原料装入方法を第２図を参照して説明する
。

第２図はベル式高炉の炉頂部の原料装入装置の概略図で
ある。図示の如く、高炉１の炉頂には炉外から炉内にベ
ルトコンベア２の如き搬送手段が取すつけられ、ベルト
コンベア２の下方にはベルトコンベア２によって搬送さ
れた原イ′斗３を収容する固定ホッパー４が設けられて
いる。固定ホッパー４の下部はシール弁５によって閉止
されている。

シール弁５の下方には旋回シュート６が設けられ、さら
に、小ベル７が配置されている。小ベル７は小ベルロッ
ド８によって上下に移動可能であり、小ベル７上に堆積
された原料３が集積または落下するように構成されてい
る。小ベル７の下方には、さらに、大ベル９が設けられ
、大ベル９は大ベルロッド１０によって上下に移動可能
であり、大ベル９上に堆積された原料３が集積または落
下するように構成されている。炉頂部の原料装入装置は
さらに、大ベル９の下方にムーバブルアーマ１１を備え
、その傾斜角度を調整することにより大ベル９より落下
する原料３の位置を調整するように構成されている。

従って、第２図で示す従来のベル式原料装入装置では、
次のように原料の炉内装入がなされる。

まず、ベルトコンベア２によって炉頂部に搬送された原
料３を固定ホッパー４内に一旦貯蔵する。

その後、シール弁５を開状態にして、旋回シュート６を
介して小ベル７上に均等に原料３を装入する。次いで、
原料３は、小ベルロッド８の傑作によって小ベル７を開
状態にして、大ベル９上に装入される。さらに高炉１内
で装入物のレベルが所定の位置（ストックレベル）に到
達すると大ベルロッド１０の操作によって大ベルホッパ
ー内の装入物が、大ベル斜面を降下して、炉内に装入さ
れる。

この際ムーバブルアーマ１１を操作して、装入物の炉内
落下位置を制御する。

しかしながら、従来のベル式原料装入方法には、次のよ
うな問題点がある。すなわち、ムーバブルアーマ１１を
使用して原料の炉内落下位置を制御しているとはいえ、
ムーバブルアーマ１１の操作による原料の落下位置の調
整は、たかだか炉中心と炉壁との中間点付近までである
。このため、実操業においては炉壁部近傍を装入原料の
落下位置としている場合が多い。

従って、炉壁部近傍に装入された原料は既に堆積してい
る原料の斜面を自重によって移動し、炉中心部にまで到
達することとなる。このようにして高炉中心部に堆積す
る原料は、大ベルから直接装入されるのではなく、一旦
炉壁部近傍に装入された原料が、斜面を移動してきて、
いわば間接的に装入される。

このような炉中心部への原料の間接装入には、次の問題
点がある。

即ち鉱石装入時に鉱石落下位置近傍に堆積しているコー
クス層の表面の一部が、鉱石の落下衝撃エネルギーによ
って削りとられ、炉中心部方向に鉱石と混合しながら移
動し、炉中心部近傍に広範囲な混合層を形成する。例え
ば、ワイ、カシワラらのトランザクション　オブ　アイ
アン　アンドスチール　インスチニート　オブ　ジャパ
ン（Ｙ、　Ｋａｊｉｗａｒａ　ｅｔ　ａｔ、のＴｒａｎ
ｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆＩｒｏｎ　ａｎｄ　５ｔｅｅｌ
　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｊａｐａｎ　）２３巻　
１９８３年　１０４５頁を参照されたい。

このため、従来の高炉原料装入方法では、炉中心部の○
／Ｃは鉱石およびコークスの堆積角から計算されるＯ／
Ｃよりも大巾に低下する。

第２に原料が炉壁部近傍から炉中心部に移動する間に原
料が斜面で再分級するため、炉中心部には粒径の大きい
原料が堆積することとなる。この現象は鉱石、コークス
ともに生じるが、粒度分布中の大きい焼結鉱を含む鉱石
の場合に、炉中心部に粗粒が集中する傾向が顕著になる
。

このように炉中心部は、混合層形成によるＯ／Ｃの低下
、再分級による粒径の増加によってガスの通気性が過大
になり易い傾向をもつ。高炉の安定操業のためには炉中
心部に適度のガスの通気性を確保することが重要であり
、中心ガス流が過多になると、炉壁部での鉱石の未溶解
等に起因する荷下がりの悪化だけでなく、半径方向のガ
スと鉱石のバランスがくずれて燃料比も悪化するので好
ましくない。

しかるに前述の２つの現象、即ち混合層形成と斜面での
再分級の程度は、高炉の原料の条件（粒度分布、冷間強
度等の調整）や装入条件（ムーバブルアーマノツチ、ス
トックレベル、コークスベ−ス、鉱石装入量等の調整）
によって変化することが判明しているものの、その定量
的な推定は現在では困難であるばかりでなく、現状の検
出法では日常的に把握していない項目でもある。原料の
装入条件は比較的固定しているが、原料性状は日常的に
変動しており、炉中心部の０７０１粒径を正確に制御で
きているとはいえない。

さらに、炉内半径方向の０／Ｃ分布を改善するだめの方
法が特開昭６０−５６００３号に開示されているが、こ
の従来方法では鉱石とコークスを交互に装入するもので
あり、さらに炉内中心部に原料を簡易な方法で直接装入
する方法を開示していない。

発明の解決すべき問題点 本発明の目的は、従来のベル式原料装入方法の前述した
問題点を解決することにあり、さらに詳細には、従来の
ベル式原料装入方法を改善して、大ベルホッパー内に堆
積した原料の一部を炉内中心部に直接装入することによ
って、中心部の原料の０／Ｃおよび粒径を正確に制御し
、さらに、半径方向のガス流分布、熱流比分布を適正に
コントロールすることによって安定な高炉操業を達成す
ることにある。

問題点を解決するための手段 本発明は、前記した従来のベル式原料装入方法の問題点
を解決するためになされたもので、大ベル表面に開閉自
在な開口部を設置し、大ベルホッパー内に堆積した原料
の一部を当該開口部を介して高炉の中心部に直接装入す
ることによって、炉中心部のＯ／Ｃおよび／または粒径
を正確に制御するベル式原料装入方法を提供するもので
ある。

すなわち、本発明に従うと、ベル式原料装入装置を有す
る高炉の原料装入方法において、大ベル表面に開閉自在
な開口部を設け、原料の炉内公人初期には大ベルを閉状
態にして原料を大ベルホッパー内に堆積せしめ、この状
態で前記開口部を開いて原料を前記開口部から高炉の中
心部に直接落下せしめ、装入中期以降は前記開口部を閉
状態にして大ベルを開き、大ベルホッパー内に堆積され
た原料を高炉の中間部および炉壁部に装入することを特
徴とするベル式高炉の原料装入方法が提供される。

詐月 本発明の方法に従うと、炉内中心部に原料を直＋’ｌ　
’？ｉ人することができるため、炉中心部のＯ／Ｃおよ
び／または粒径、すなわち炉内半径方向にわたり０／Ｃ
および／または粒径を正確に制御することができる。す
なわち、本発明の方法では、大ベル表面に開閉自在な開
口部を設け、これを開閉制御するのみで炉内中心部に原
料を直接装入することができるので装置的にも簡易な”
ＪＢを必要とするのみである。

本発明により炉内半径方向にわたり０／Ｃおよび／また
は粒径を制御することにより炉内半径方向のガス流分布
、熱流比分布が適正に制御でき、炉内軟化融着帯の形状
を適性化して安定な高炉操業が達成できる。

実施例 本発明による原料装入法の１例を第１図に基づいて説明
する。

第１図は本発明による方法を実施するためのベル式原料
装入装置の概略図である。既に説明した第２図のベル式
原料装入装置と同一の部材は同一の参照番号で示し、そ
の詳細な説明を省略する。

すなわち、本発明に従うと、大ベル９０表面に複数の開
閉自在な開口部１２を設け、開口部１２から大ベル９内
に侵入した原料３を炉内に落下案内するようにガイド板
１３と、ガイド板１３に連結してガイド管１４を設ける
。

本発明の原料装入方法を説明するが、大ベル９上に原料
が装入されるまでは前記した従来方法と同一なので説明
を省略する。

すなわち、大ベル９上に原料が装入され、高炉１内の装
入物のレベルがストックレベルに到達すると、大ベル９
は閉状態のままで、大ベル表面に設置した開口部１２を
、第３図に図示し、後述する駆動装置を操作して開状態
にし、大ベルホッパー中の原料の一部を開口部１２を介
し、次に大ベル内部に設置されたガイド板１３および大
ベル底面に設置されたガイド管１４を経て、高炉の中心
部に直接装入する。第２図中参照番号１５で示す部分が
この方法によって高炉中心部に直接装入された原料であ
る。

次に開口部１２を閉にして高炉中心部への原料の装入を
やめた後、大ベル９を大ベルロッド１０を操作して開状
態にし、大ベルホッパー内に残っている原料のすべてを
ムーバブルアーマ１１を介して炉壁近傍の所定の位置に
装入する。第２図中参照番号１６で示す部分がこの方法
によって高炉の炉壁部から中間部に堆積した原料を示す
。

このように本発明の方法によって大ベル表面に設置され
た開口部から高炉の中心部に装入初期に集中して原料を
直接装入すれば、中心部のＯ／Ｃは、従来の原料装入方
法のように鉱石装入時の混合層形成による影響をうけず
に正確に制−できるばかりでなく、中心部に先に堆積し
た原料がムーバブルアーマを介して炉内に装入される原
料をせきとめる形になり、堆積斜面での再分級が制御さ
れて、中心８′１への粒径の増加は緩和される。この結
果炉中心部のＯ／Ｃおよび粒径が正確に制御でき、半径
方向のガス流分布、熱流比分布が適正にコントロールさ
れて安定な高炉操業が達成できる。

次に大ベル表面に設置する開口部の具体例について詳述
する。

第３図は本発明の方法で使用する大ベル開口部の詳細図
である。図示の如く、大ベル９は中空の鐘形状をなし、
その側部表面に複数の開口部１２を備える。開口部１２
と同一形状の開口部をもった円錐台形の側板１７が開口
部１２に対応する位置でガイドレール１８に保持されて
いる。さらに、側板１７はガイドレール１８に案内され
て回転可能であり、このため側板１７は連結棒１９によ
り大ベルロッド１０と連結され、大ベルロッド１０の軸
回転により回転するように構成されている。大ベル９の
内部には、開口部１２から侵入する原料を案内するよう
に、逆円錐台形のガイド板１３が開口部１２の下部から
大ベル９の下面に設けた開孔２０を連結するように設け
られている。さらに、開孔２０にはガイド管１４が設け
られ、原料を直下の炉内中心部に落下案内している。

従って、側板１７の開口部と大ベルの開口部の重なり部
分の面積を調整すれば、高炉中心部への原料装入速度が
制御できる。側板１７の駆動は側板に固結した連結棒１
９が大ベルロッド１０に連結してあり、大ベルロッドを
ロッドの軸のまわりに図示しない駆動装置で旋回させる
ことによって行なう。

第４図は種々の形状の開口部１２を有する大ベルを示す
。すなわち、開口部１２は第４図（ａ）に示す如く円形
でも、第４図ら）に示す如く矩形でもよく、さらには所
期の目的が達成できる形状、すなわち原料の大ベル内部
への侵入を可能とする形状であればどのような形状でも
良い。更に第４図（Ｃ）に示すように開口部に篩目を設
けて、粗大な原料が中心部に装入されることを防止する
こともできる。

発明の効果 本発明の効果を確認するため炉外において、大ベルと形
状および寸法が同一で、角度２０°をなす扇形の冷間原
料装入装置を製作した。試験に使用した原料は実際の高
炉で使用している原料を使用し、装入条件も扇形の部分
のみであること、送風がないことを除けば実際の高炉と
同一の条件で行なった。半径方向のＯ／Ｃおよび粒径の
分布は装入後の原料をエポキシ系樹脂で固化して装置外
にとりだして計測した。中心部に装入する原料の１は中
心から１．０ｍの範囲に装入する原料の量とし、中心の
０／Ｃが３．５になるように調整した。

炉中心相当部分および炉壁相当部分の間の半径方向０／
Ｃ分布および鉱石の粒径分布を測定し、それらの結果を
第５図および第６図に示した。第５図および第６図中、
実線は本発明の方法による結果を示し、破線は従来技術
の方法による結果を示す。

第５図に示す如く、従来技術による原料装入方法では炉
中心部では０／Ｃは極端に低下しているが、本発明の方
法では炉中心の０／Ｃが３．６とほぼ当初の予定通りの
Ｏ／Ｃを得ている。もちろん炉中心ｒ■このＯ／Ｃを更
に低下したい場合には大ベルの開口部から装入する鉱石
量をへらし、コークス遣を増加すれば容易に達成できる
。

炉内半径方向の鉱石の粒径分布については、第６図に示
すように、従来方法では炉内堆積物の斜面を移動する間
に再分級して、中心部の粒径が極端に大きくなっている
。一方、本発明の方法では中心部の粒径はほぼ炉内全体
の平均粒径に等しくなっていることが分かる。もちろん
中心の粒径を更に変更したい場合には、第４図（Ｃ）に
示すように開口部に篩目を設けてもよく、或いは、所定
の粒径をもった原料が大ベルホッパー〇底部に堆積する
ようなシーケンス変更等を実施すれば容易に達成できる
。

以上説明の如く、本発明は炉内中心部に原料を直接装入
することに成功したものであり、本発明の方法によって
、炉内半径方向にわたり○／Ｃおよび／または粒径を制
御し、炉内半径方向のガス流分布、熱流比分布が適正に
制御でき、炉内軟化融着帯の形状を適性化して安定な高
炉操業が達成できる。さらに、本発明の方法を実施する
には現状の高炉ベル式原料装入装置の大ベルに簡単な改
造を施せばよく、設備費も極めて低額である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法を実施するためのベル式原料
装入装置の概略図であり、 第２図は従来のベル式原料装入装置の概略図であり、 第３図は大ベル開口部の詳細図であり、第４図（ａ）、
（ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ本発明による方法を実施す
るためのベル式原料装入装置の大ベル開口部の例を示し
、 第５図は冷間装入試験における半径方向０／Ｃ分布の測
定結果を示すグラフであり、 第６図は冷間装入試験における半径方向の鉱石の粒径分
布の測定結果を示すグラフである。 （主な参照番号） １・・高炉、　　　２・・ベルトコンベア、３・・原料
、　　　　４・・固定ホブパー、５・・シール弁、　　
６・・旋回シュート、７−争小ベル、　　８Ｉ−小ベル
ロッド、９・・大ベル、１０・・大ベルロッド、１１・
・ムーバブルアーマ、 １２・・大ベルの開口部、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベル式原料装入装置を有する高炉の原料装入方法におい
   て、大ベル表面に開閉自在な開口部を設け、大ベルを閉
   状態にして原料を大ベルホッパー内に堆積せしめ、原料
   の炉内装入初期には大ベル閉の状態で前記開口部を開い
   て原料を前記開口部から高炉の中心部に直接落下せしめ
   、装入中期以降は前記開口部を閉状態にして大ベルを開
   き、大ベルホッパー内に堆積された原料を高炉の中間部
   および炉壁部に装入することを特徴とするベル式高炉の
   原料装入方法。